粤教版高中物理选择性必修3 第四章波粒二象性 第二节光电效应方程及其意义.pptVIP

高二—粤教版—物理—选择性必修第三册第四章第二节光电效应方程及其意义

学习目标1．了解能量子假说和光子假说．2．知道光子假说及其对光电效应的解释．3．掌握爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题．

一、光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应。。二、光电效应的实验规律：光电效应具有瞬时性；存在截止频率；存在饱和电流；存在遏止电压三、经典电磁理论解释的困难疑难之一：截止电压由入射光频率决定，与光的强弱无关；疑难之二：存在截止频率；疑难之三：具有瞬时性。知识回顾

2．物体热辐射所发出的电磁波的能量是____________，只能是hν的整数倍，hν被称为一个____________，其中ν是辐射频率，h是一个常量，被称为__________________，实验测得h＝6.63×10－34J·s，这种物理量分立取值的现象称为____________现象．不连续的能量子普朗克常量量子化能量子假说1.德国物理学家普朗克在对黑体辐射问题进行研究中，首次提出了一个与人类直接经验相违背的大胆假说——能量子假说。

1．当光与物质相互作用时，光的能量不是连续的，而是一份一份的光量子，这些光量子后来被称为______．一个光子的能量ε＝______，式中h是普朗克常量，ν是光的频率．光子hν光子假说2.光子假说由爱因斯坦提出。

光子假说对光电效应的解释按照光子假说，在光电效应中，金属的电子吸收一个光子获得的能量为hν，这些能量一部分用来克服金属的束缚，剩余的部分转化为电子的动能W0表示电子脱离某种金属所做的功的最小值，称为金属的逸出功Ek表示电子在光电效应中获得的动能光电效应方程：hν=W0+Ek

密立根的光电效应方程验证实验原理Uc表示恰好使光电流减小到零的反向电压值，称为截止电压截止电压：电子逸出后，由于受到电场力的阻碍作用减速，当电子恰好不能运动到A端时，电流表示数为零，此时的电压值则为截止电压图1A图2

密立根的实验目的是：测量金属的截止电压Uc.与入射光频率ν，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性．密立根的光电效应方程验证实验原理A光电流与电压的图象入射光频率v与截止电压Uc的图像νν

光电效应方程：hν=W0+Ek

光电效应方程对光电效应实验规律的解释疑难之一：截止电压由入射光频率决定，与光的强弱无关；疑难之二：存在截止频率；疑难之三：具有瞬时性。1和2：根据爱因斯坦的光电效应方程，光子的能量只与频率有光，光电效应能否发生取决于光子的能量是否大于金属的逸出功，因此存在截止频率；同时光电子的初动能只和入射光的频率，金属的逸出功有关，而和发光强度无关。而截止电压是反馈光电子初动能大小的物理量，因此截止电压由入射光频率决定，与光强无关

3：根据爱因斯坦的光电效应方程，当光子照射到物体上时，它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量后，能量增加，不需要积累能量的过程。如果电子吸收的能量足够大，能够克服脱离金属所需要的能量，就可以逃逸出来，因此光电效应具有瞬时性爱因斯坦借助其建立的光电效应方程，获得1921年的诺贝尔物理学奖密立根用实验证明了光电效应方程，并测出了普朗克常量，由于他在测量基本电荷和光电效应的实验方面做出了杰出的贡献，因此获得1923年的诺贝尔物理学奖

康普顿效应康普顿效应美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现一部分散射出来的X射线波长变长，这个现象称为康普顿效应．X射线电子反冲电子散射射线

课堂小练例题：某科技小组买到几个光电管，先测量这种光电管的截止频率，他们在实验室找到了几块标有波长数值的滤光片（如图4-2-1所示），请据此设计可行的测量方案。解:光电管材料截止频率的测量方案如下:(1)选取某一标称波长（如460nm)的滤光片，使射入光电管的光为该波长的单色光.(2）按图4-2-3所示连接好电路,选择反向电压,调节滑动变阻器，使电路中的电流刚好为零,此时电压表示数为截止电压.(3）根据动能定理Ek=eUc，得到光电子最大初动能.(4）根据光电效应方程W0=hv-Ek，其中v=，得到光电管材料逸出功.(5）根据hν0=W0，可得材料截止频率ν0.(6)更换滤光片，重复上述实验步骤,最后将测量结果取平均值.

课堂小结1.物理量分立取值的现象称为量子化现象2.光子假说：光的能量不是连续的，而是一份一份的，最小的一份能量称为光子3.光电效应方程：hν=W0+Ek4.光电效应方程对光电效应现象的解释：（1）光子的能量与频率有关，因此存在截止频率（2）光子的能量与频率有关，因此截止电压与入射光的频率有关（3）光电效应能否发生取决于入射频率与金属截止频率的大小关系，因此光电效应具